Ánh sáng phương Bắc thật rực rỡ, nhưng chúng vẫn còn mờ nhạt khi so sánh với những cực quang bên ngoài Trái Đất.
Nếu bạn may mắn được nhìn thấy ánh sáng phương Bắc, đó sẽ là một trải nghiệm mà bạn sẽ không bao giờ quên được. Những dải sáng xanh lá, đỏ và tím uốn lượn theo chu kỳ, chiếu sáng bầu trời đêm trải dài từ Vòng Bắc Cực xuống đến các vĩ độ trung Bắc, xuôi về phía Nam đến tận New York và London. Những ánh sáng đó cũng diễn ra tương tự ở Nam Bán cầu, toả ra từ khu vực quanh Nam Cực.
Những tia sáng kỳ lạ đó gọi là hiện tượng cực quang, được đặt tên theo nữ thần bình minh của Hy Lạp cổ đại (Aurora). Nhưng cực quang không có nguồn gốc từ thần thánh, sự thật là chúng được tạo ra bởi những cơn gió Mặt Trời năng lượng cao va chạm với tầng khí quyển bên trên của Trái Đất. Khi các photon từ những cơn gió Mặt Trời này tương tác với các khí trong khí quyển, chúng phát sáng những màu sắc rực rỡ và được kéo dài thành những hình dạng tuyệt vời dọc theo đường sức từ của hành tinh chúng ta. “Oxy sẽ tạo nên màu đỏ và xanh lá, còn màu xanh lam và tím là do nitơ,” James O'Donoghue, nhà khoa học về hành tinh tại Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA), cho biết.
Nhưng liệu Trái Đất có phải là nơi duy nhất trong Hệ Mặt Trời mà bạn có thể nhìn thấy cực quang không?
Hóa ra cực quang không phải chỉ có ở trên hành tinh của chúng ta; chúng cũng tồn tại ở trên các thiên thể khác. Và những cực quang bên ngoài Trái Đất này còn có hình dạng đẹp đẽ và kỳ lạ hơn. “Khi bạn quan sát một hành tinh khác, những quy luật cơ bản sẽ bị thay đổi,” Tom Stallard, nhà thiên văn học về hành tinh tại Đại học Leicester ở Anh cho biết.
Ví dụ, một kiểu cực quang trên Sao Hoả được phát hiện gần đây (được gọi là cực quang “gấp khúc”) uốn quanh một nửa hành tinh đỏ, mặc dù thực tế là Sao Hoả chỉ có những đường sức từ rời rạc. Một số cực quang ở Sao Thổ được tạo ra tùy theo đặc điểm thời tiết, theo như nghiên cứu năm 2021 được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters. Và từ trường của Sao Thiên Vương, cũng giống như chính hành tinh đó, nghiêng theo trục của nó, khiến cực quang có một hình thù phức tạp và xuất hiện ở những vùng không ngờ đến. “Phải, đó là một mớ lộn xộn,” O'Donoghue nói.
Cho đến nay, cực quang xảy ra trên Sao Mộc là lớn nhất trong Hệ Mặt Trời. Theo một nghiên cứu năm 2017 trên tạp chí Nature, những vụ bùng nổ bức xạ điện từ cường độ cao này mạnh gấp 30 lần so với trên Trái Đất. Nhưng kể cả với tất cả năng lượng đó, bạn vẫn không thể nhìn thấy được cực quang trên Sao Mộc bằng mắt thường - phần lớn lượng ánh sáng của nó phát ra ở bước sóng nằm ngoài phổ nhìn thấy được. “Tia hồng ngoại được phát ra nhiều nhất ở trên Sao Mộc và Sao Thổ, sau đó là ánh sáng khả kiến, tia X và sóng vô tuyến.”
Ở những nơi khác trong Hệ Mặt Trời, định nghĩa về cực quang có khác đi. Thông thường, cực quang được cho là ánh sáng phát ra do điện từ, được tạo ra bởi gió Mặt Trời, diễn ra ở trong bầu khí quyển của hành tinh (hoặc của vệ tinh). Sao Thuỷ không có bầu khí quyển để nói đến, - nhưng nó lại trải qua những cơn bão địa từ tạo nên cực quang. “Nếu bạn quan sát phần ban đêm của Sao Thuỷ bằng máy quang phổ tia X, bạn sẽ thấy rằng đá ở trên bề mặt sẽ phát sáng nhờ việc phát xạ tia X,” Stallard nói, “Nó giống như là cực quang ở trại thái rắn vậy.” Máy quang phổ tia X phát hiện sóng ánh sáng có tần số rất cao và là một công cụ quan trọng trong thiên văn học.
Tương tự như vậy, một vài cực quang ở trên Sao Mộc không được tạo ra từ gió Mặt Trời . Thay vào đó, chúng được tạo ra khi Io - vệ tinh đầy núi lửa của hành tinh này - phóng các hạt vào trong từ quyển, theo NASA.
Giờ đây, với các công cụ thế hệ mới như Kính thiên văn Không gian James Webb, các nhà khoa học hy vọng rằng chúng có thể quan sát đủ xa trong vũ trụ và phát hiện những cực quang đầu tiên trên các ngoại hành tinh. Không ai biết được những màn trình diễn ánh sáng đang chờ đợi phía trước, nhưng chắc chắn rằng chúng sẽ vô cùng tráng lệ. “Mọi cực quang đều thú vị, kì lạ và tuyệt vời,” Stallard nói.
Vũ Dũng
Theo Livescience
